CN102532670A - 一种低烟低毒热收缩阻燃套管的配方及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低烟低毒热收缩阻燃套管的配方及其加工工艺，该配方包括：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙丙橡胶、经过表面处理的超细氢氧化镁、经过表面处理的超细氢氧化铝、白度化微胶囊红磷、硼酸锌、硅酮、滑石粉、复合抗氧剂、润滑剂和色母料。该低烟低毒热收缩阻燃套管低烟、低毒并且阻燃。

Description

一种低烟低毒热收缩阻燃套管的配方及其加工工艺

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别涉及一种低烟低毒热收缩阻燃套管的配方及其加工工艺。

背景技术

据估算，一座百万千瓦级的发电机组，所需各类电缆，型号有100余种，总长近200万米，价值约1亿元左右。如果按用途划分，有电力电缆，控制电缆，测量电缆，通信电缆，防火电缆(硅绝缘电缆)等五大类。它们不仅应具有普通电缆的一般特性，还要具有低烟、无卤、阻燃等特性。这些特殊的性能要求，使得电站用电缆附件与一般工业用电缆附件相比，最大的不同在于电缆附件所用的绝缘及护套材料不同。

电站用电缆及电缆附件的性能要求低烟无卤阻燃性，普通的低压阻燃电缆附件一般以含有卤素的材料作绝缘和护套或者不要求电缆附件的阻燃性能，在发生火灾事故时会产生大量烟雾，析出氯化氢等有毒气体，除对人的生命构成直接威胁外，还会溶解形成稀盐酸附着在各种电器设备及建筑物的钢结构上，严重降低设备的安全性及建筑物的使用寿命，特别是当烟气进入通讯技术设备和数据技术设备后，将会使它们丧失正常功能，甚至引发“二次灾害”。

热缩套管作为一种用途广泛，安装便捷的电缆附件，目前已经大量应用于各种电缆间连接、以及电缆于终端的连接中。这种实用性很高的电缆附件当然可以在电站中发挥作用。于是，为了满足电站用电缆及其附件的特殊性能要求，开发一种低烟、低毒并且阻燃的热收缩套管就成为了一种必要。

发明内容

本发明提供一种低烟、低毒并且阻燃的热收缩套管的配方及其加工工艺。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种低烟低毒热收缩阻燃套管的配方，其按照重量份数比，包括下述组份：

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物                     75～85份

乙丙橡胶                                  15～25份

经过表面处理的超细氢氧化镁                20～35份

经过表面处理的超细氢氧化铝                45～60份

微胶囊红磷                                3～13份

硼酸锌                                    20～30份

硅酮                                      2～4份

滑石粉                                    10～15份

复合抗氧剂                                3～3.5份

润滑剂                                    0.5～1.5份

色母料                                    3-9份。

优选地，按照重量份数比，包括下述组份：

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物                     80～85份

乙丙橡胶                                  15～20份

经过表面处理的超细氢氧化镁                20～35份

经过表面处理的超细氢氧化铝                45～60份

白度化微胶囊红磷                          7～13份

硼酸锌                                    20～30份

硅酮                                      2～4份

滑石粉                                    10～15份

复合抗氧剂                                3～3.5份

润滑剂                                    0.5～1.5份

色母料                                    3～5份。

优选地，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯含量为14％～20％(按照重量百分比)，熔融指数在1.5～5g/10min范围之内。

优选地，所述经过表面处理的超细氢氧化镁为白色粉体，平均粒径小于2μm，白度不低于90，表面为硅烷处理或聚合物改性处理；

所述经过表面处理的超细氢氧化铝为白色粉体，平均粒径为0.5～2μm，白度不低于90，表面为硅烷处理或聚合物改性处理；

所述微胶囊红磷为表面经过二次包覆的红磷的红色流动性粉末、粒径小于10μm、红磷有效含量90％、燃点≥320℃、挥发份≤1.0％、囊堆密度0.6g/cm3、吸湿量≤1.2％；

所述白度化微胶囊红磷为以红磷为芯材、经过4层包覆制成的白色粉末，所述白度化微胶囊红磷粒径小于10μm，磷含量40％～50％，燃点310℃～330℃，白度60～80；

所述硼酸锌为白色粉末、粒径3～10μm、白度不小于90，所述硅酮为以LDPE为载体的白色颗粒、硅酮含量50％～60％、白度不小于90；

所述滑石粉为白色粉末，粒径5～10μm，白度不小于80；

所述润滑剂为聚乙烯蜡。

优选地，所述复合抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂与亚磷酸酯类辅助抗氧剂调配而成的复合抗氧剂，两者比例1∶(1～3)，其中：所述受阻酚抗氧剂为：四[β-(3，5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯；所述亚磷酸酯类辅助抗氧剂为：三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯或双(2，4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯。

本发明还提供一种低烟低毒热收缩阻燃套管的加工工艺，其包括步骤：

A、按照上述技术方案所述的重量份数比，将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙丙橡胶、经过表面处理的超细氢氧化镁、经过表面处理的超细氢氧化铝、白度化微胶囊红磷、硼酸锌、硅酮、滑石粉、复合抗氧剂、润滑剂和色母料、依次投入锥形混合机中混合3～5分钟，将混合好的物料在120～145℃的温度区间内用双螺杆混炼挤出机挤出、拉丝、水冷、风冷、切粒，制成颗粒状母料；

B、将步骤A制得的母料放入恒温恒湿房内，放置48小时以上；

C、将除湿完毕的母料投入装有口模和芯棒的单螺杆挤出机中，在100～160℃的温度区间内挤出成管材；

D、将所述管材用电子加速器辐照交联，辐照计量为8～12Mrad；

E、将所述辐照之后的管材在100～160℃的温度区间内真空扩张2～3倍，经过冷却定型，得到热收缩管；

F、将步骤E制得的热收缩管经过平整，切段，包装，即得到最终的低烟、低毒热收缩阻燃套管产品。

通过实施以上技术方案，具有以下技术效果：

1、阻燃效果好，最终产品已经通过UL-224标准所规定的垂直燃烧测试，其阻燃等级达到VW-1级别。

2、低烟、低毒。本发明的材料中不含卤素成分，因此燃烧时不会散发出有害的卤酸气体，对人体无不良影响；而且本发明燃烧时发烟量小，完全符合国家规定之GB/T 17650.2标准。

3、本发明的低烟低毒热收缩阻燃套管生产原料易得，工艺方法简单，适用于工业化生产。

具体实施方式

为了更好的理解本发明的技术方案，下面详细描述本发明提供的实施例。

本发明实施例提供一种低烟低毒热收缩阻燃套管的配方，按照重量份数比，包括下述组份：

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)            75～85份

乙丙橡胶(EPDM)                        15～25份

经过表面处理的超细氢氧化镁            20～35份

经过表面处理的超细氢氧化铝            45～60份

微胶囊红磷                            3～13份

硼酸锌                                20～30份

硅酮                                  2～4份

滑石粉                                10～15份

复合抗氧剂                            3～3.5份

润滑剂                                0.5～1.5份

色母料                            3-9份。

优选地，该低烟低毒热收缩阻燃套管的配方，按照重量份数比，包括下述组份：

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)        80～85份

乙丙橡胶(EPDM)                    15～20份

经过表面处理的超细氢氧化镁        20～35份

经过表面处理的超细氢氧化铝        45～60份

白度化微胶囊红磷                  7～13份

硼酸锌                            20～30份

硅酮                              2～4份

滑石粉                            10～15份

复合抗氧剂                        3～3.5份

润滑剂                            0.5～1.5份

色母料                            3～5份。

其中，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯含量为14％～20％(按照重量百分比)，熔融指数在1.5～5g/10min范围之内。

其中，所述经过表面处理的超细氢氧化镁为白色粉体，平均粒径小于2μm，白度不低于90，表面为硅烷处理或聚合物改性处理；

所述经过表面处理的超细氢氧化铝为白色粉体，平均粒径为0.5～2μm，白度不低于90，表面为硅烷处理或聚合物改性处理；

所述微胶囊红磷为表面经过二次包覆的红磷的红色流动性粉末、粒径小于10μm、红磷有效含量90％、燃点≥320℃、挥发份≤1.0％、囊堆密度0.6g/cm3、吸湿量≤1.2％；

所述白度化微胶囊红磷为以红磷为芯材、经过4层包覆制成的白色粉末，所述白度化微胶囊红磷粒径小于10μm，磷含量40％～50％，燃点310℃～330℃，白度60～80；

所述硼酸锌为白色粉末、粒径3～10μm、白度不小于90，所述硅酮为以LDPE为载体的白色颗粒、硅酮含量50％～60％、白度不小于90；

所述滑石粉为白色粉末，粒径5～10μm，白度不小于80；

所述润滑剂为聚乙烯蜡。

其中，所述复合抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂与亚磷酸酯类辅助抗氧剂调配而成的复合抗氧剂，两者比例1∶(1～3)，其中：所述受阻酚抗氧剂为：四[β-(3，5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)或β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯(抗氧剂1076)；所述亚磷酸酯类辅助抗氧剂为：三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)或双(2，4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂626)。

实施例一：将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)(80份，乙丙橡胶(EPDM3722)15份、经过表面处理的超细氢氧化镁(表面为硅烷处理，平均粒径2μm)25份、经过表面处理的超细氢氧化铝55份(表面为硅烷处理，平均粒径2μm)、微胶囊红磷(平均粒径8μm、红磷有效含量90％)5份、硼酸锌(平均粒径3μm，白度90)30份、硅酮(粒状，硅酮含量50％)4份、滑石粉(平均粒径10μm白度80)15份、复合抗氧剂3份(抗氧剂1010 2份、抗氧剂1681份)、聚乙烯蜡200 0.5份和黑色母4份、依次投入锥形混合机中混合5分钟，将混合好的物料在120～140℃的温度区间内用双螺杆混炼挤出机挤出、拉丝、水冷、风冷、切粒，制成颗粒状母料。

实施例二：将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)85份，乙丙橡胶(EPDM)20份、经过表面处理的超细氢氧化镁(表面为硅烷处理，平均粒径2μm)25份、经过表面处理的超细氢氧化铝55份(表面为硅烷处理，平均粒径2μm)、微胶囊红磷(平均粒径8μm、红磷有效含量90％)5份、硼酸锌(平均粒径3μm，白度90)30份、硅酮(粒状，硅酮含量50％)4份、滑石粉(平均粒径10μm白度80)15份、复合抗氧剂3份(抗氧剂1010 1.5份、抗氧剂6261.5份)、聚乙烯蜡200 0.5份和黑色母4份、依次投入锥形混合机中混合5分钟，将混合好的物料在120～145℃的温度区间内用双螺杆混炼挤出机挤出、拉丝、水冷、风冷、切粒，制成颗粒状母料。

实施例三：将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA630)(80份，乙丙橡胶(EPDM)15份、经过表面处理的超细氢氧化镁(表面为硅烷处理，平均粒径2μm)25份、经过表面处理的超细氢氧化铝55份(表面为硅烷处理，平均粒径2μm)、白度化微胶囊红磷(平均粒径10μm、红磷有效含量50％，白度70)10份、硼酸锌(平均粒径3μm，白度90)30份、硅酮(粒状，硅酮含量50％)4份、滑石粉(平均粒径10μm白度80)15份、复合抗氧剂3份(抗氧剂10102份、抗氧剂6261份)、聚乙烯蜡2000.5份和黑色母4份、依次投入锥形混合机中混合5分钟，将混合好的物料在120～140℃的温度区间内用双螺杆混炼挤出机挤出、拉丝、水冷、风冷、切粒，制成颗粒状母料。

本发明还提供一种低烟低毒热收缩阻燃套管的加工工艺，包括步骤：

A、按照上述各实施例提供的所述的重量份数比，将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙丙橡胶(EPDM)、经过表面处理的超细氢氧化镁、经过表面处理的超细氢氧化铝、白度化微胶囊红磷、硼酸锌、硅酮、滑石粉、复合抗氧剂、润滑剂、色母料依次投入锥形混合机中混合3～5分钟，将混合好的物料在120～145℃的温度区间内用双螺杆混炼挤出机挤出、拉丝、水冷、风冷、切粒，制成颗粒状母料。

B、将上一步骤制得的母料放入恒温恒湿房内，放置48小时以上。

C.将除湿完毕的母料投入装有口模和芯棒的单螺杆挤出机中，在100～160℃的温度区间内挤出成管。

D、将上述管材用电子加速器辐照交联，辐照计量为8～12Mrad。

E.将上述辐照之后的管材在100～160℃的温度区间内真空扩张2～3倍，经过冷却定型，得到热收缩管。

F、将上一步骤制得的热收缩管经过平整，切段，包装，即得到最终的低烟、低毒热收缩阻燃套管产品。

上述配方和工艺得到的热收缩阻燃套管具有以下技术效果：

1、阻燃效果好，最终产品已经通过UL-224标准所规定的垂直燃烧测试，其阻燃等级达到VW-1级别。

2、低烟、低毒。本发明的材料中不含卤素成分，因此燃烧时不会散发出有害的卤酸气体，对人体无不良影响；而且本发明燃烧时发烟量小，完全复合国家规定之GB/T 17650.2标准。

3、本发明的低烟低毒热收缩阻燃套管生产原料易得，工艺方法简单，适用于工业化生产。

以上对本发明实施例所提供的一种热收缩管及其加工工艺进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种低烟低毒热收缩阻燃套管的配方，其特征在于，按照重量份数比，包括下述组份：

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物                     75～85份

乙丙橡胶                                  15～25份

经过表面处理的超细氢氧化镁                20～35份

经过表面处理的超细氢氧化铝                45～60份

微胶囊红磷                                3～13份

硼酸锌                                    20～30份

硅酮                                      2～4份

滑石粉                                    10～15份

复合抗氧剂                                3～3.5份

润滑剂                                    0.5～1.5份

色母料                                    3-9份。

2.如权利要求1所述低烟低毒热收缩阻燃套管的配方，其特征在于，按照重量份数比，包括下述组份：

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物                     80～85份

乙丙橡胶                                  15～20份

经过表面处理的超细氢氧化镁                20～35份

经过表面处理的超细氢氧化铝                45～60份

白度化微胶囊红磷                          7～13份

硼酸锌                                    20～30份

硅酮                                      2～4份

滑石粉                                    10～15份

复合抗氧剂                                3～3.5份

润滑剂                                    0.5～1.5份

色母料                                    3～5份。

3.如权利要求1所述低烟低毒热收缩阻燃套管的配方，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯含量为14％～20％(按照重量百分比)，熔融指数在1.5～5g/10min范围之内。

4.如权利要求1所述低烟低毒热收缩阻燃套管的配方，其特征在于，所述经过表面处理的超细氢氧化镁为白色粉体，平均粒径小于2μm，白度不低于90，表面为硅烷处理或聚合物改性处理；

所述经过表面处理的超细氢氧化铝为白色粉体，平均粒径为0.5～2μm，白度不低于90，表面为硅烷处理或聚合物改性处理；

所述微胶囊红磷为表面经过二次包覆的红磷的红色流动性粉末、粒径小于10μm、红磷有效含量90％、燃点≥320℃、挥发份≤1.0％、囊堆密度0.6g/cm3、吸湿量≤1.2％；

所述白度化微胶囊红磷为以红磷为芯材、经过4层包覆制成的白色粉末，所述白度化微胶囊红磷粒径小于10μm，磷含量40％～50％，燃点310℃～330℃，白度60～80；

所述硼酸锌为白色粉末、粒径3～10μm、白度不小于90，所述硅酮为以LDPE为载体的白色颗粒、硅酮含量50％～60％、白度不小于90；

所述滑石粉为白色粉末，粒径5～10μm，白度不小于80；

所述润滑剂为聚乙烯蜡。

5.如权利要求1所述低烟低毒热收缩阻燃套管的配方，其特征在于，所述复合抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂与亚磷酸酯类辅助抗氧剂调配而成的复合抗氧剂，两者比例1∶((1～3))，其中：所述受阻酚抗氧剂为：四[β-(3，5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯；所述亚磷酸酯类辅助抗氧剂为：三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯或双(2，4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯。

6.一种低烟低毒热收缩阻燃套管的加工工艺，其特征在于，包括步骤：

A、按照权利要求1或2所述的重量份数比，将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙丙橡胶、经过表面处理的超细氢氧化镁、经过表面处理的超细氢氧化铝、白度化微胶囊红磷、硼酸锌、硅酮、滑石粉、复合抗氧剂、润滑剂和色母料依次投入锥形混合机中混合3～5分钟，将混合好的物料在120～145℃的温度区间内用双螺杆混炼挤出机挤出、拉丝、水冷、风冷、切粒，制成颗粒状母料；

B、将步骤A制得的母料放入恒温恒湿房内，放置48小时以上；

C、将除湿完毕的母料投入装有口模和芯棒的单螺杆挤出机中，在100～160℃的温度区间内挤出成管材；

D、将所述管材用电子加速器辐照交联，辐照计量为8～12Mrad；

E、将所述辐照之后的管材在100～160℃的温度区间内真空扩张2～3倍，经过冷却定型，得到热收缩管；

F、将步骤E制得的热收缩管经过平整，切段，包装，即得到最终的低烟、低毒热收缩阻燃套管产品。